C、C++动态数组实现

严格来说，上一个版本不能算是纯粹的C语言版本，这是因为代码中使用了c++的引用特性，这是C语言所不包含的。然而，这是由于测试代码的限制，因而我们还是把它看做C语言的实现。（也可以编写一种不包含引用的代码来达到相同的效果，这要求使用到宏定义和一种称之为“wrapper”的小技巧）

闲话少叙，先放出新的测试代码，再具体讨论各个函数的改写方法。

//LibArray.cpp
// 实验内容：
// 1：将C语言版本LibArray用C++封装，注意，原C版本保留一个备份

// 实验目的：
// 1：C++类定义的基本方法

// 只提交CLibArray.cpp及CLibArray.h

#include "stdafx.h"
#include 
  
   
#include "CLibArray.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CArray array;
    // 不再需要initial，但应该有正确的初始化
    // array_initial(array); 

    //array.recap(10); 
    //assert(array.capacity() == 10); 

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
    {
        array.append(i); 
    }
    assert(array.size() == 20); 

    for (int i = 0; i < array.size(); ++i)
    {
        assert(array.at(i) == i); 
    }

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    CArray array2, array3; 
    // array_initial(array2); 
    // array_initial(array3); 

    array2.copy(array); 
    assert(array.compare(array2) == true); 

    array3.copy(array); 
    assert(array.compare(array3) == true); 

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    array2.insert(2, 3); 
    assert(array.compare(array2) == false); 

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    array3.at(2) = 5; 
    assert(array.compare(array3) == false); 

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 不再需要destroy，但应该有正确的内存释放
    // array_destroy(array); 
    // array_destroy(array2); 
    // array_destroy(array3); 

    return 0;
}
  

类的定义

从测试代码和注释中可见，对变量 array，我们只需要定义一个合适的 CArray 类即可。而在类的定义部分，将原有的结构体成员放到 private 私有数据成员：

typedef int TypeName;
const int INITLENGTH = 10; //初始化长度可以为任意正整数,也可以为零，但需要把append函数里的语句做适当修改

private:
    TypeName *arrayhead;
    int arraysize;
    int arraycapacity;

自然而然地，我们需要将C语言版的各个函数，放到 CArray 类的公有部分作为接口。
另一方面，注意到注释部分：不再需要 initial 和 destroy 函数，学过c++的盆友们都知道，这是很自然的，因为在使用c++编程时，一般需要给自己定义的类写好对应的构造函数和析构函数，实际上这样的两种函数，就对应于原来的 initial 和 destroy 函数。
另外，注意到测试文件不再包含下列语句 array.recap(10);由于在C语言实现中， recap 函数用于给动态数组赋予一定的空间大小， 而测试函数中取消了此语句，那么就有两种可能的操作，一种是要考虑将空间的分配放在其他的函数中，或者保留 recap 函数，再让其他函数调用它。这样的特性很符合类的 protected 方法的定义。（当然，若不考虑继承，将其作为 private 方法也未尝不可）
于是总体思路清晰了：在 private 成员中定义了动态数组的必要参数，在 public 部分定义了可以进行的操作：

public:
    CArray();
    ~CArray();
    inline int capacity() { return arraycapacity; };
    inline int size() { return arraysize; };
    inline TypeName& at(int num) { return arrayhead[num]; };
    void append(int num);
    void copy(CArray &another);
    bool compare(CArray &another);
    void insert(int num, TypeName value);

protected:
    void recap(int length);
    void printarray();

简短的函数直接定义为内联函数（注意若直接写在类定义的头文件内，则无需 inline 关键字，然而是否最终编译为内联函数，取决于编译器的具体实现，关于 inline 关键字）

函数 printarray 用来输出动态数组的关键信息。

在改写函数时，主要工作是修改其参数，并在具体的定义中省去对调用对象本身的显式表示（也可以采用 this 指针来完成）。

构造函数和析构函数

在构造函数中，可以选择给头指针分配一定大小的内存，也可以赋值为空（nullptr，即C语言中的NULL），出于一种合情合理的原因，我给它分配了一定的大小。
在 c++中，使用 new 和 delete 来分配和释放内存，

CArray::CArray()
{
    arrayhead = new TypeName[INITLENGTH];
    arraysize = 0;
    arraycapacity = INITLENGTH;
}

而对于析构函数，只要相应地释放内存即可：